- Ofrece una introducción exhaustiva y detallada a la teoría de la relatividad general.
- Analiza de forma comprensible temas apasionantes, desde la teoría de la gravedad de Newton hasta la métrica de los agujeros negros rotatorios
- Motivado por ejercicios y problemas intercalados
Este libro ofrece a los estudiantes de física una introducción clara a la teoría de la relatividad general: ¿Qué es el tensor de energía-impulso y qué describen las ecuaciones de Friedmann? ¿Cómo se puede modelar el espacio-tiempo mediante una variedad? ¿Qué es la solución de Schwarzschild y cuándo se necesitan coordenadas de Kruskal? ¿Se puede obtener energía de la ergosfera de un agujero negro giratorio? Estas y muchas otras preguntas se responden en este libro. El enfoque didáctico se centra en una transmisión sencilla y comprensible y en una presentación detallada de este complejo tema. El libro renuncia deliberadamente a frases como «se puede demostrar que...» o «como se demuestra fácilmente, se aplica», y muestra detalladamente los pasos de cálculo en los ejercicios y las deducciones.
A modo de repaso, se presentan brevemente los puntos esenciales de la mecánica de Lagrange, la electrodinámica y la teoría de la relatividad especial. Los lectores deben tener conocimientos previos de matemáticas, especialmente en el ámbito del álgebra lineal y los números complejos, aunque los conceptos matemáticos avanzados necesarios, como la geometría diferencial, se introducen de forma cuidadosa, adecuada y comprensible. Los ejercicios concretos con soluciones completas y detalladas invitan a pensar y a calcular.
El libro se divide en cinco partes:
- Fundamentos de la teoría de la relatividad especial y consecuencias para la mecánica relativista y la electrodinámica
- Resultados importantes del modelo de gravitación de Newton y necesidad de una nueva teoría de la gravitación, modelización del espacio-tiempo mediante una variedad de Lorentz
- Enfoque físico: derivación heurística y formal de las ecuaciones de Einstein
- Objetos astrofísicos: derivación de la métrica de Schwarzschild, el interior de una estrella, agujeros negros no rotatorios, rotatorios y cargados, coordenadas de Eddington-Finkelstein y Kruskal, diagramas de Penrose
- Aplicación a nuestro universo: homogeneidad e isotropía del universo, métrica de Robertson-Walker, ecuaciones de Friedmann
El autor Michael Ruhrländer estudió Matemáticas en la Universidad de Essen y se doctoró en Wuppertal. Desde 2010 es profesor de Matemáticas y Estadística en la Universidad Técnica de Bingen.
